КПД цикла Карно
КПД цикла Карно — максимально возможный коэффициент полезного действия тепловой машины, работающей между нагревателем и холодильником с постоянными температурами. Он определяется только температурами этих тел, а не устройством машины или рабочим веществом.
Формула
Здесь \(T_1\) — температура нагревателя, а \(T_2\) — температура холодильника. Температуры подставляют только в кельвинах: \(T=t+273\) (приближённо). КПД можно выразить десятичной дробью или в процентах, умножив результат на \(100\%\).
Пусть нагреватель имеет температуру \(T_1=600\ \text{К}\), а холодильник — \(T_2=300\ \text{К}\). Тогда \(\eta=1-\frac{300}{600}=0{,}5=50\%\). Это означает, что в предельно идеальном случае половина полученной теплоты превращается в работу.
Нельзя подставлять в формулу температуры по шкале Цельсия: разность температур в числителе совпадает, но отношение \(T_2/T_1\) — нет. Например, \(100\ ^\circ\text{C}\) и \(0\ ^\circ\text{C}\) нужно перевести в \(373\ \text{К}\) и \(273\ \text{К}\). Также КПД цикла Карно — идеальный предел, а не обязательно реальный КПД конкретной тепловой машины.
Как изменится КПД цикла Карно, если температуру холодильника уменьшить, оставив температуру нагревателя прежней?
Главное
- КПД цикла Карно — предельный КПД машины между температурами \(T_1\) и \(T_2\).
- Формула: \(\eta=1-\frac{T_2}{T_1}\); температуры обязательно выражают в кельвинах.
- КПД увеличивается при нагревании нагревателя или охлаждении холодильника и всегда меньше \(1\) при \(T_2>0\).